2016高考物理总复习 专题7 电学设计性实验的处理课件

专题7电学设计性实验的处理【导学目标】1.掌握设计性实验器材的选取和实验方法.2.学会运用原理迁移的方法处理电学设计性实验．例1(2014·济南模拟)为测量某待测电阻Rx的阻值(约为30Ω)．有以下一些器材可供选择：电流表：A1(量程0～50mA，内阻约10Ω)A2(量程0～3A，内阻约0.12Ω)电压表：V1(量程0～3V，内阻很大)V2(量程0～15V，内阻很大)电源E(电动势约为3V，内阻约为0.2Ω)定值电阻R(20Ω，允许最大电流1.0A)滑动变阻器R1(0～10Ω，允许最大电流2.0A)滑动变阻器R2(0～1kΩ，允许最大电流0.5A)单刀单掷开关S一个，导线若干(1)电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________．(填字母代号)(2)请在方框中画出测量电阻Rx的实验电路图(要求所测量值范围尽可能大)．(3)某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx＝________.解析(1)首先，选取唯一性器材：电源E(电动势约为3V，内阻约为0.2Ω)，定值电阻R(20Ω，允许最大电流1.0A)，单刀单掷开关S一个，导线若干．电源电动势约为3V，所以电压表选择V1(量程0～3V，内阻很大)；待测电阻Rx的阻值约为30Ω，流过Rx最大电流为3V÷30Ω＝0.1A＝100mA，如果电流表选择A2(量程0～3A，内阻约0.12Ω)，指针偏转很小，测量不准确，所以只能选择A1(量程0～50mA，内阻约10Ω)；滑动变阻器R2的全值电阻太大，操作不便，所以滑动变阻器应选R1(0～10Ω、允许最大电流2.0A)．(2)因为实验要求所测量值范围尽可能大，所以滑动变阻器R1要采用分压接法；因为待测电阻Rx的阻值远小于电压表内阻，所以电流表要外接；为了使流过电流表的电流不超过其最大量程即50mA，应与待测电阻串联一个定值电阻R起保护电路．实验原理图如图所示．(3)根据欧姆定律可求得，Rx＝UI－R.答案(1)A1V1R1(2)实验电路图见解析(3)UI－R例2(2013·福建)如图1所示，硅光电池在无光照射不产生电能，可视为一电子元件．某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点)，探究其在无光照时的反向伏安特性．图中电压表V1量程选用3V，内阻为6.0kΩ；电压表V2量程选用15V，内阻约为30kΩ；R0为保护电阻；直流电源电动势E约为12V，内阻不计．(1)根据图1甲，用笔画线代替导线，将图1乙连接成完整电路．图1(2)用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关S，调节变阻器R，读出电压表V1、V2的示数U1、U2.①某次测量时，电压表V1示数如图1丙，则U1＝________V，可算出通过硅光电池的反向电流大小为________mA(保留两位小数)．②该小组测出大量数据，筛选出下表所示的9组U1、U2数据，算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix(表中“－”表示反向)，并在坐标纸上建立Ix－Ux坐标系，标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点．请你标出余下的4个坐标点，并绘出Ix－Ux图线.－123456789U1/V0.000.000.060.120.240.420.721.141.74U2/V0.01.02.13.14.25.46.78.19.7Ux/V0.0－1.0－2.0－3.0－4.0－5.0－6.0－7.0－8.0Ix/mA0.00－0.01－0.02－0.04－0.07－0.12－0.19－0.29图2③由Ix－Ux图线可知，硅光电池无光照下加反向电压时，Ix与Ux成________(填“线性”或“非线性”)关系．解析本题考查“探究硅光电池的伏安特性”实验．难度中等．(1)连接电路时要注意滑动变阻器的连接方式为分压式；(2)①V1量程选择3V，示数为1.40V，根据V1内阻6kΩ可知，硅光电池的反向电流大小为U1RV1＝1.46mA＝0.23mA；②在描点连线时一定要连成平滑的曲线，图线如答图；③由描点连线得到图形可知硅光电池无光照下加反向电压时，电流和电压成非线性关系．答案(1)连线如图所示(2)①1.400.23②描点绘出Ix－Ux图线如图③非线性例3某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度．可选用的器材如下：A．待测螺线管L(符号)：绕制螺线管的金属丝电阻率为ρ，阻值几十欧B．电流表A1：量程10mA，内阻r1＝40ΩC．电流表A2：量程500μA，内阻r2＝750ΩD．电压表V：量程为10V，内阻为10kΩE．保护电阻R1：阻值为100ΩF．滑动变阻器R2：总阻值为10ΩG．电源E，电动势约为1.5V，内阻忽略不计H．开关一个及导线若干(1)用多用电表粗测线圈的电阻，选择倍率“×1”和“×10”，经正确步骤操作，多用电表表盘示数如图3所示，则金属丝的电阻约为________Ω.图3(2)为了尽可能准确地测量RL，要求电表的指针偏转至少要达到满刻度的13，请你设计一种适合的电路，将你设计的电路画在虚线框中，并标明所用器材的代号．(3)由已知量和测得量的符号表示金属丝的长度L，则L＝________________.答案(1)48(2)电路如图所示(画出其中一个即可)电路一电路二(3)电路一：L＝πD2I1r1－I2r24ρI2电路二：；L＝πD2I2r24ρI1－I2.